(57)【要約】【課題】  処理水量が少ない時には無駄な電力節約ができ、しかも確実な殺菌処理が可能な、省エネルギー性に優れた処理水消毒装置を提供すること。【解決手段】  処理水を消毒用ランプ２７の周囲に流通させ、消毒する処理水消毒装置であって、それぞれ消毒用ランプを内蔵し消毒用光線の有効照射範囲内の処理水流通空間を有する複数の消毒室２６ａ，２６ｂ，２６ｃを設ける。これら複数の消毒室に個別に通じる区分室２５を設け、これら複数の区分室２７の入り口側に、異なる越流高さを有する堰板１１を設け、処理水の流量に応じて、この処理水が流れ込む消毒室数を増減させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理水を消毒用ランプの周囲に流通させ、消毒用ランプから照射される光線により消毒する処理水消毒装置であって、
それぞれ消毒用ランプを内蔵し消毒用光線の有効照射範囲内の処理水流通空間を有する複数の消毒室と、
これら複数の消毒室に対応して複数個設けられ、それぞれ対応する消毒室に個別に通じる区分室と、
これら複数の区分室の入り口側に設けられ、区分室毎に異なる越流高さを有し、処理水の流量に応じて、この処理水が流れ込む消毒室数を増減させる堰板と、
を備えたことを特徴とする処理水消毒装置。
【請求項２】
越流高さが最も低い区分室及びこれと通じる消毒室を流通する処理水量を計測する計測手段と、
この計測手段により計測された処理水量を入力し、この処理水量が予定レベルより低い場合は、前記消毒室に設けた消毒用ランプの出力を低減させるランプ出力制御手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の処理水消毒装置。
【請求項３】
処理水を消毒用ランプの周囲に流通させ、消毒用ランプから照射される光線により消毒する処理水消毒装置であって、
それぞれ消毒用ランプを内蔵し消毒用光線の有効照射範囲内の処理水流通空間を有する複数の消毒室と、
これら複数の消毒室毎に設けられ、対応する消毒室の入り口部分をそれぞれ個別に開閉可能なゲートと、
前記処理水量を計測する処理水計測手段と、
この計測手段により計測された処理水量を入力し、この処理水量の増／減に伴い、前記ゲートを開／閉制御するゲート制御手段と、
を備えたことを特徴とする処理水消毒装置。
【請求項４】
処理水計測手段により計測された処理水量が、所定の設定値より少ない場合は、ゲートが開状態の消毒室内の消毒用ランプ出力を低減させるランプ出力制御手段を有することを特徴とする請求項３に記載の処理水消毒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上水や下水などの処理水を消毒用ランプの照射により消毒する処理水消毒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、上水や下水などの処理水に対しては、消毒用ランプを設け、このランプによる光線（紫外線）照射により処理水を消毒することが行われている。通常、消毒装置１台には複数本（例えば、３本）の紫外線ランプが設置されている。上水または下水の処理水は消毒用の紫外線ランプの周囲に沿って流れる構造になっており、紫外線ランプの周囲を流れている処理水に紫外線が照射される。従来は処理水通路が紫外線ランプ３本に対し１箇所であったため、処理水は紫外線ランプ３本に対し一様に流れる。
【０００３】
このような消毒装置では、省エネルギーの観点から処理水の流量に応じてランプ出力を調整する調光制御を行っている。すなわち、ランプ出力を、例えば、処理水のレベルが低い場合は８０％、中間レベルの場合は９０％、高レベルの場合は１００％に調光している。
【０００４】
しかしながら、このような制御では、処理水の流量が少ない場合でもランプを全て点灯するので、省エネルギー及びランプ寿命の点から充分効果的なものではなかった。
【０００５】
そこで、処理水の流量に応じて処理水量により、消毒用ランプの点灯本数を変化させるように制御することが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２９９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述のように点灯本数を変化させる場合、複数本の消毒用ランプに対し処理水処理水通路が１箇所であるため、処理水量が少なく、ランプの点灯本数を減じると、消灯したランプ周囲を流れる処理水には紫外線が充分に照射されなくなり、充分な消毒効果を得られなくなることがある。
【０００７】
本発明の目的は、処理水量が少ない時には無駄な電力節約ができ、しかも確実な殺菌処理が可能な、省エネルギー性に優れた処理水消毒装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による処理水消毒装置は、処理水を消毒用ランプの周囲に流通させ、消毒用ランプから照射される光線により消毒する処理水消毒装置であって、それぞれ消毒用ランプを内蔵し消毒用光線の有効範囲内の処理水流通空間を有する複数の消毒室と、これら複数の消毒室毎に設けられ、それぞれ対応する消毒室に個別に通じる区分室と、これら複数の区分室の入り口側に設けられ、区分室毎に異なる越流高さを有し、処理水の流量に応じて、この処理水が流れ込む消毒室数を増減させる堰板とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明では、越流高さが最も低い流入室及びこれと通じる消毒室を流通する処理水量を計測する計測手段と、この計測手段により計測された処理水量を入力し、この処理水量が予定レベルより低い場合は、前記消毒室に設けた消毒用ランプの出力を低減させるランプ出力制御手段とをさらに設けてもよい。
【００１０】
また、本発明では、それぞれ消毒用ランプを内蔵し消毒用光線の有効範囲内の処理水流通空間を有する複数の消毒室と、これら複数の消毒室毎に設けられ、対応する消毒室の入り口部分をそれぞれ個別に開閉可能なゲートと、前記処理水量を計測する処理水計測手段と、この計測手段により計測された処理水量を入力し、この処理水量の増／減に伴い、前記ゲートを開／閉制御するゲート制御手段と備えた構成にしてもよい。
【００１１】
さらに、本発明では、処理水計測手段により計測された処理水量が、所定の設定値より少ない場合は、ゲートが開状態の消毒室内の消毒用ランプ出力を低減させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、それぞれ消毒用ランプを有する消毒室を個別に設け、処理水流量に応じて、処理水が流通する消毒室の数を変化させているので、流量の如何にかかわらず消毒用ランプから照射された光は処理水に確実に照射され、充分な消毒が可能であり、しかも処理水量が少ない場合は点灯ランプ本数を減じることができるので、無駄な電力消費をなくして高い省エネルギー効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明による処理水消毒装置の、一実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１はこの実施の形態の装置断面を示しており、図２は図１のＡ矢視図である。
【００１４】
図１において、１０は紫外線による処理水消毒装置で、処理水槽１６の隔壁１１の外面に取り付けられており、処理水槽１６内とは、隔壁１１に設けられた開口（以下、処理水の流入口と呼ぶ）１８を介して連通している。処理水槽１６は、その内部において、例えば、下水を活性汚泥法や沈殿法で処理するものである。
【００１５】
処理水消毒装置１０は、流入口１８により処理水槽１６内と通じる容器２１を有する。この容器２１内は、処理水の流れ方向（図示左から右）に対し、堰板２２及び仕切り板２３により、流入室２４、区分室２５、消毒室２６に順次仕切られている。
【００１６】
堰板２２は、処理水の越流高さを変化させるため、図２で示すように階段状に高さを変えた上辺２２ａ、２２ｂ、２２ｃを有する。また、区分室２５及び消毒室２６は、高さの異なる上辺２２ａ、２２ｂ、２２ｃの幅と等しい幅に区分されている。すなわち、図２では、区分された消毒室２６ａ、２６ｂ、２６ｃが図示されているが、区分室２５についても同様に区分されている。また、仕切り板２３の下部には、底板との間に開口２３ａが形成されており、各区分室２５内の処理水は、この開口２３ａを通って対応する消毒室２６ａ、２６ｂ、２６ｃ内に下部から流入する。
【００１７】
各消毒室２６ａ、２６ｂ、２６ｃ内には消毒用ランプ２７がそれぞれ縦向きに設置されており、下部開口２３ａから流入し、消毒室２６ａ、２６ｂ、２６ｃ内を上昇し、上部流出口２９から流出する処理水に紫外線を照射し、殺菌消毒する。消毒用ランプ２７は、図１で示すように、ランプ出力制御手段３５を介して高周波電源３４に接続しており、ランプ出力制御手段３５による制御のもと、高周波電源３４により所定出力で点灯し、紫外線を発光する。
【００１８】
ここで、各消毒室２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、内蔵した消毒用ランプ２７による紫外線（消毒用光線）の有効照射範囲内の処理水流通空間を有するように寸法設定されている。
【００１９】
３３は処理水流量の計測手段で、処理水の越流高さが最も低い区分室２５及びこれと通じる消毒室２６ａを流れる処理水量を計測する。この計測手段３３にはレベル計を用い、このレベル計３３で消毒室２６ａの水位を測定することにより、区分室２５及びこれと通じる消毒室２６ａを流れる処理水量を計測する。
【００２０】
前記ランプ出力制御手段３５は、消毒室２６ａを流れる処理水量が設定値以下の場合、該当する消毒室２６ａ内の消毒用ランプ２７ａの出力を、例えば７０％程度に低減させる。
【００２１】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２２】
図１において、処理水槽１４内で沈殿または活性汚泥処理された下水処理水は、隔壁１１に形成された流入口１８から紫外線消毒装置１０へ流入する。流入した下水処理水は、容器２１の流入室４４に入り、流量レベルにより堰板２２の上辺２２ａ，２２ｂ，２２ｃの少なくとも一つを越流し、対応する区分室２５に入る。処理水は区分室２５内で下方に流れ、仕切り板２３の下部の開口部２３ａから対応する消毒室２６に流入する。さらに消毒室２６で上昇流れとなり、消毒用ランプ２７の外周に沿って流れ、紫外線の照射を受ける。
【００２３】
この紫外線照射により、下水処理水に含有される大腸菌などの有害な細菌は死滅する。なお、消毒用ランプ２７から照射される紫外線としては、効果的には波長２５３．７ｎｍの紫外線を用いる。このように消毒室２６で殺菌処理された下水処理水は、流出口２９から外方に流出し、いったん図示しない消毒処理槽に溜まった後、河川，あるいは海域に放流される。
【００２４】
ここで、処理水の流量レベルが、例えば、図１で示すように、堰板２２の最も低い越流高さの上辺２２ａを越える程度の小流量の場合（これをＬレベルと呼ぶ）、処理水は上辺２２ａに対応する区分室２５のみに流入し、この区分室２５から下部開口２３ａを通って図２で示す消毒室２６ａのみに流れる。したがって、この場合は消毒室２６ａ内の消毒用ランプ２７ａのみ点灯させればよく、無駄な電力を消費することはない。また、消毒室２６ａ内において、すべての処理水は、消毒用ランプ２７ａの有効照射範囲内を通過するので、紫外線により確実に消毒される。
【００２５】
また、処理水の流量レベルが、堰板２２の上辺２２ｂを越える中程度の流量の場合（これをＭレベルと呼ぶ）、処理水は上辺２２ａ及び２２ｂに対応する区分室２５にそれぞれ流入し、これらの区分室２５から下部開口２３ａを通って図２で示す２つの消毒室２６ａ、２６ｂに流れる。この場合は消毒室２６ａ、２６ｂ内の消毒用ランプ２７ａ、２７ｂのみ点灯させればよく、無駄な電力を消費することはない。また、消毒室２６ａ、２６ｂ内において、すべての処理水は、それぞれ消毒用ランプ２７ａ、２７ｂの有効照射範囲内を通過するので、この場合も紫外線により確実に消毒される。
【００２６】
さらに、処理水の流量レベルが、堰板２２の最も高い上辺２２ｃを越える大流量の場合（これをＨレベルと呼ぶ）、処理水は上辺２２ａ、２２ｂ及び２２ｃに対応する区分室２５にそれぞれ流入し、これらの区分室２５から下部開口２３ａを通って図２で示す３つの消毒室２６ａ、２６ｂ、２６ｃに流れる。この場合は消毒室２６ａ、２６ｂ、２６ｃ内の消毒用ランプ２７ａ、２７ｂ、２７ｃを点灯させる。そして、これらの消毒室２６ａ、２６ｂ、２６ｃ内において、すべての処理水は、それぞれ消毒用ランプ２７ａ、２７ｂ、２７ｃの有効照射範囲内を通過するので、前述のＬ及びＭレベルの場合と同様に、紫外線により確実に消毒される。
【００２７】
上記実施の形態によれば、堰板２２の各上辺２２ａ、２２ｂ、２２ｃの越流高さに対応する流量レベルＬ，Ｍ，Ｈに応じて、処理水が流入する消毒室２６の数が決まり、ランプ２７の点灯本数を制御することができ、無駄なランプ点灯による電力消費を無くすことができる。また、処理水は、消毒室２６内において点灯したランプの有効照射範囲内を流れるのみであり、どのような流量であっても紫外線により確実に消毒される。
【００２８】
また、処理水レベルが、前記Ｌレベルよりさらに低下した場合（これをＬＬレベルと呼ぶ）、レベル計３３がこの流量レベルＬＬを検知する。この場合は、Ｌレベルと同様に、１本のランプ２７ａのみを点灯させるが、ランプ出力制御手段３５はＬＬレベル検知信号に基づき、印加電圧、電流、パルスの繰り返し周波数及びパルス幅を制御してランプ出力を例えば７０％に制御する。このように、ＬＬレベルにおいてランプ出力を制御するようにすれば、より一層省エネルギー効果が増大する。
【００２９】
次に、図３及び図４で示す実施の形態を説明する。なお、図３及び図４において、前述した図１及び図２との対応部分には同一符号を付している。
【００３０】
この実施の形態においても、処理水消毒装置１０は、流入口１８により処理水槽１６内と通じる容器２１を有する。また、この容器２１内には、図１で示した堰板２２は設けず、垂直方向の仕切り板２３のみが設けられている。したがって、容器２１内は、流入室２４と消毒室２６とに区分されている。
【００３１】
消毒室２６は、図４で示すように、複数室（図の例では３室）２６ａ、２６ｂ、２６ｃに仕切られている。また、仕切り板２３の下部には、各消毒室２６ａ、２６ｂ、２６ｃ内との間に、それぞれ個別に開閉可能なゲート３２ａ、３２ｂ、３２ｃが設けられている。これらゲート３２には、例えば、電動弁を用いる。流入室２４内の処理水は、開操作されたゲート３２ａ、３２ｂ、３２ｃを通って対応する消毒室２６ａ、２６ｂ、２６ｃ内に、下部から流入する。
【００３２】
各消毒室２６ａ、２６ｂ、２６ｃ内には消毒用ランプ２７がそれぞれ縦向きに設置されており、下部のゲート３２から流入し、消毒室２６ａ、２６ｂ、２６ｃ内を上昇し、上部流出口２９から流出する処理水に紫外線を照射し、殺菌消毒する。消毒用ランプ２７は、ランプ出力制御手段３５を介して高周波電源３４に接続している。また、各消毒室２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、内蔵した消毒用ランプ２７による紫外線の有効照射範囲内の処理水流通空間を有するように寸法設定されている。
【００３３】
処理水量の計測手段であるレベル計３３は、流入室２４に設けられており、消毒装置１０に流入する処理水量を検知する。このレベル計３３の検知信号は、ランプ出力制御手段３５及びゲート制御手段３６に出力される。
【００３４】
上記構成において、処理水槽１６において沈殿、活性汚泥処理された下水処理水は隔壁１１に形成された流入口１８から処理水消毒装置１０へ流入する。この下水処理水は容器２１の流入室２４に入り、下方に流れ、水平方向に向きを変え、開操作されたゲート３２を通って対応する消毒室２６に流入する。処理水は消毒室２６内で上昇流れとなり、消毒用ランプ２７の外周に沿って流れる。このため、下水処理水に含有する大腸菌などの有害な細菌は、ランプ２７から照射される紫外線（効果的には波長２５３．７ｎｍの紫外線）により死滅する。消毒室２６で殺菌処理された下水処理水は、流出口２９から外方に流出し、いったん消毒処理槽に溜まった後、河川，あるいは海域に放流される。
【００３５】
ここで、レベル計３３は、前述した流量レベルＬ，Ｍ，Ｈを検知し、ゲート制御手段３６はこの検知信号に応じてゲート３２を開閉する。この制御により、処理水が流入する消毒室２６の数が決まり、ランプ２７の点灯本数を制御することができる。
【００３６】
すなわち、レベル計３３の検出により処理水量レベルが、Ｌの場合はゲート３２ａが開き、Ｍの場合はゲート３２ａ、３２ｂが開き、Ｈの場合はゲート３２ａ、３２ｂ、３２ｃが全て開く。処理水は開操作されたゲート３２を通って対応する消毒室２６に流入する。したがって、処理水が流入した消毒室２６内のランプ２７のみを点灯させる。
【００３７】
このように、処理水量に応じて必要なランプ２７のみが点灯するので無駄な電力消費を無くすことができる。また、処理水はランプ２７が点灯した消毒室２６内を流れるだけなので、流入したすべての処理水はランプ２７の有効照射範囲内を流れることになり、紫外線照射により確実に消毒される。
【００３８】
さらに、レベル計１３で流量レベルＬＬが検知された場合は、Ｌの場合と同様に１本のランプ点灯で消毒を行うが、ランプ出力制御手段３５により、印加電圧，電流，パルスの繰り返し周波数及びパルス幅を制御することにより、７０％に調光制御する。
【００３９】
このように、上記いずれの実施の形態においても、処理水量に対応したランプ２７の点灯本数制御と調光制御により高い省エネルギー性が得られると共に、どのような処理流量であっても、すべての処理水に対し、紫外線を均一に照射でき、確実な消毒を行うことができる。
【００４０】
なお、従来と本発明の電気容量と処理水量の比較は以下の通りである。このように、流量が少なければ少ないほど点灯本数の影響が大きく、Ｌの場合は、従来の調光制御した３本点灯の場合と比べ、電気容量が約２／５に低減される。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による処理水消毒装置の一実施の形態を説明する装置断面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】本発明による処理水消毒装置の他の実施の形態を説明する装置断面図である。
【図４】図３のＢ矢視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０    処理水消毒装置
２２    堰板
２５    区分室
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ    消毒室
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ    消毒用のランプ
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ    ゲート
３３    処理水量計測手段
３５    ランプ出力制御手段
３６    ゲート制御手段
【図１】
2005177721.tif 000004
【図２】
2005177721.tif 000005
【図３】
2005177721.tif 000006
【図４】
2005177721.tif 000007